- هایپر وایزر (Hypervisor) یک سیستم عامل یا سخت افزار که ماشین های مجازی را ایجاد، راه اندازی و اجرا می کند
تکنولوژی داکر چیست و چه کاربردی دارد ؟ این پرسش یکی از جمله سوالات بسیاری از توسعهدهندگان است، زیرا میتواند به برنامهنویسان تحت وب و اپلیکیشنها کمک شایانی کند. البته ناگفته نماند که شما برای داکر در برنامه نویسی به ماشینهای مجازی نیاز دارید که پیشنهاد میکنیم از زیرساخت ابری آراز استفاده کنید.
امروزه دانستن شیوه استفاده از کانتینر ها در توسعه اپلیکیشن برای توسعهدهندگان وب اهمیت بالایی دارد. یکی از دلایل این حجم تقاضای اخیر برای کانتینر ها ، ظهور داکر (Docker) بوده است. اگر شما علاقهمند به حوزه فناوری و تکنولوژی باشید بعید است که نام داکر را نشنیده باشید. داکر نه تنها استفاده از کانتینر ها را افزایش داده است، بلکه تأثیر عمدهای روی نگرش ما به توسعه اپلیکیشنها داشته است. به منظور درک بیشتر مفهوم داکر و پاسخ به سوال داکر چیست با ما همراه باشید.
برنامه docker چیست ؟
مفهوم docker چیست ؟ داکر به زبان ساده یک نوع پلتفرم باز و سیستم نرم افزار برای توسعه، ارائهی خدمات و راهاندازی برنامه هاست که شما را قادر به جداسازی برنامهها (application) از زیر ساختتان میکند تا بتوانید به طور سریعتری نرم افزار ارائه دهید. توسعهدهندگان با استفاده ازتکنولوژی داکر ایدههایشان را عملی میسازند.
به بیانی دیگر Docker ابزاری است که برای سهولت در ایجاد، استقرار و اجرای برنامهها با استفاده از کانتینر ها طراحی شده است. بهطور کلی، داکر یک ابزار برای توسعهدهندگان جهت ایجاد، توزیع و اجرای اپلیکیشنها در یک محیط ایزولهشده از طریق کانتینر ها است.
همانطور که گفتیم Docker یک محصول Open Source است که فرایند ایجاد، توسعه و اجرا کردن Application ها با استفاده از Container ها در قسمت OS Level Virtualization را بسیار ساده میکند.
Docker به توسعهدهندگان کمک میکند تا ظروف نرم افزار ی (software portable) سبک و قابل حمل را بسازند. به همین دلیل آشنایی با داکر اهمیت بسیاری دارد. داکر از محیطهای کوچک و بزرگ اجزای هسته سیستم عامل به صورت مشترک استفاده میکند. این کار برای این است که کاربران بتوانند به راحتی یک اپلیکیشن را طراحی یا توسعه دهند. بهترین بخش این مسئله این است که داکر در صورت نیاز این اجزا را از یکدیگر جدا کرده و در محیطی تحت عنوان ایزوله قرار میدهد.
کاربرد داکر چیست ؟
قطعا بعد از آشنایی با مفهوم این پلتفرم این سوال برای شما پیش میآید که کاربرد داکر چیست ؟ در پاسخ باید بگوییم که از طریق این پلتفرم، میتوانید از همان راههایی که زیرساختتان را مدیریت میکنید، برنامههایتان را نیز مدیریت کنید. همچنین با استفاده از امتیازاتی که سرویس ابری داکر در روش ارائهی خدمات، تست کردن و استفادهی سریع از کدها دارد، شما را قادر میسازد تا به طور قابل ملاحظهای فاصلهی زمانی ایجاد شده بین نوشتن کد و راهاندازی آن را برای تولید کاهش دهید. در ادامهی آموزش داکر با ما همراه باشید.
استفاده داکر از کانتینر ها ( کانتینر داکر چیست )
یکی دیگر از کاربردهای داکر این است که از کانتینر ها ( container ) که محیطی آزاد و ایزوله شده هستند، برای آسان کردن پروسه ساخت، استقرار و راهاندازی برنامهها استفاده میکند. این ایزوله بودن و امنیت به شما اجازهی راه اندازی و اجرای چند کانتینر به طور همزمان در محیط هاست را میدهد.
کانتینر های داکر ( docker container ) این امکان را نیز به توسعهدهندگان (Developers) میدهند تا یک برنامه را با همهی قسمتهای مورد نیازش از قبیل مجموعهها و بقیه چیزهای مربوطه را جمعبندی و آنها را به عنوان یک پکیج واحد سازماندهی کرده و مستقر سازد؛ پیشنهاد میکنیم پیش از خواندن ادامه مقاله برای درک بیشتر از مفهوم کانتینر به مقاله کانتینر داکر چیست مراجعه کنید.
علاوه بر این، داکر ها به این دلیل که نیاز به هایپر وایزر (Hypervisor) (یک سیستم عامل یا سخت افزار که ماشین های مجازی را ایجاد، راه اندازی و اجرا می کند) ندارند، بلکه به طور مستقیم در داخل ماشین میزبان اجرا می شوند. این به این معنی است که شما می توانید نسبت به زمانی که از ماشین های مجازی استفاده می کردید کانتینر های بیشتری را روی ترکیب سخت افزاری داده شده راه اندازی و اجرا کنید. حتی می توانید کانتینر های داکر را داخل ماشین های میزبان که خود یک ماشین مجازی واقعی هستند هم اجرا کنید! ما در مقالهای تحت عنوان hypervisor چیست به طور کامل به مفهوم این عبارت پرداختیم و انواع هایپر وایزر را به طور کامل برای شما عزیزان تشریح کردیم.
تفاوت ماشین مجازی و کانتینر داکر چیست ؟
حال که به این موضوع پرداختیم، لازم است که به توضیح تفاوت کانتینر داکر با ماشین مجازی بپردازیم. در واقع میتوان داکر را یک ماشین مجازی به حساب آورد. اما، برخلاف ماشینهای مجازی که یک سیستم عامل کلی و مستقل ایجاد میکنند، Docker هیچ سیستم عامل جدیدی را ایجاد نمیکند، بلکه این امکان را به بسته نرم افزار ی ایجاد شده میدهد که از Kernel اصلی سیستم عامل لینوکسی که بر روی آن نصب شده است استفاده کند. در زمان انتقال نیز فقط Package نرم افزار ی منتقل میشود نه ماشین مجازی .
در واقع، Docker Engine یا موتور اصلی Docker جایگزین نرم افزار Hypervisor موجود می شود که افزایش کارایی سیستم را در پی خواهد داشت. زیرا یک لایه واسط به نام Hypervisor حذف شده و نرم افزار بصورت مستقیم با هسته اصلی سیستم عامل کار میکند با این تفاوت که کاملا ایزوله شده است. یکی از مهمترین فاکتورهایی که Docker دارد Open Source بودن آن است. این یعنی هر کسی میتواند Docker را تهیه و هسته آن را تغییر بدهد و یک محصول جدید معرفی کند و یا اینکه قابلیتهای جدیدی به آن اضافه کند که تا به حال بر روی آن وجود نداشته است.
هر دو تکنولوژی ذکر شده یعنی کانتینر داکر و ماشین مجازی میتوانند مانند یک مکمل بینظیر در کنار هم ایفای نقش کنند و برای موارد و کاربردهای فراوانی استفاده شوند؛ به طور مثال همانطور که گفتیم کانتینر ها ی داکر (Docker) را میتوان در داخل ماشین مجازی به وجود آورد. در نهایت یک روش موثر برای طراحی ultra-portable بودن نرم افزار ها خلق شود. اگر میخواهید به شکل وسیعتری با این مفهوم آشنا شوید، پیشنهاد میکنیم مقالهی تفاوت داکر با ماشین مجازی را حتما مطالعه نمایید.
مخاطبان و کاربران داکر چه کسانی هستند؟
Docker ابزاری است که برای بهرهمندی توسعه دهندگان و مدیران سیستم طراحی شده است. آن را جزئی از ابزارهای devops (توسعه دهندگان + عملیات) میکند. Docker ابزاری مناسب برای تمام برنامهنویسان و توسعهدهندگان است؛ زیرا میتوانند برنامهای که توسعهدادهاند را بدون توجه به پلتفرم، در هر محیطی اجرا کنند. برای توسعه دهندگان، این بدان معناست که آنها میتوانند بدون نگرانی در مورد سیستمی که در نهایت اجرا خواهد شد، روی نوشتن کد تمرکز کنند.
اگر میخواهید بیشتر با مفهوم دواپس آشنا شوید به وبلاگ ما سر بزنید و مقالهی devops چیست را مطالعه نمایید.
کوبرنتیز (Kubernetes) نرم افزار ی مناسب جهت فراهم کردن تنظیمات کانتینر ها
اگر قصد راه اندازی سرویس در کانتینر ها را دارید، احتمالا به نرم افزار ی که برای مدیریت آن کانتینر ها و هاست (host)طراحی شده و آن را به طور کلی به عنوان تنظیم کننده یا هماهنگ کننده (Orchestration) می شناسیم، احتیاج پیدا خواهید کرد. کوبرنتیز (Kubernetes) این تنظیمات را برای کانتینر های مختلفی با مدت زمان اجرا های متفاوت، فراهم می آورد.
کوبرنتیز (Kubernetes) در واقعیت همان ساز و کار مدیریت کانتینر ها است که گوگل به توسعه آن پرداخته است و در ادامه با استقبال فراوان مهندیسن فناوری و همچنین توسعه دهندگان مواجه شد؛ همین موضوع موجب شده است تا روز به روز بر کاربردهای کوبرنتیز افزوده گردد و تعداد مصرف کنندگان آن به صورت شگفت انگیزی افزایش یابد؛ بدیهی است که تعامل بیشتر با این ساز و کار، باعث بهینه شدن آن میشود و منجر به قدرتمند شدن آن میشود؛ برای اطلاع بیشتر از کوبرنتیز توصیه میکنیم مقاله kubernetes چیست را مطالعه کنید.
با انجام این کار، به دلیل وجود کانتینر ، توسعهدهنده میتواند از این که برنامه، صرف نظر از هرگونه تنظیماتی که ممکن است ماشینهای لینوکس داشته باشند، در همهی آنها راه اندازی و فعال شود، اطمینان حاصل کند. این تنظیمات حتی میتوانند از تنظیمات ماشینی که برای نوشتن و تست کردن کد استفاده میشوند، متفاوت باشند.
یکی دیگر از مواردی که نشان دهندهی اهمیت داکر است، این است که توسعه دهندگان میتوانند به وسیلهی آن ایدههای خود را عملی ساخته و آنها را از دنیای ذهن به دنیای بیرون انتقال داده و پیاده کنند.
توسعه به وسیلهی تکنولوژی داکر چیست ؟
امروزه توسعه برنامه ها فقط محدود به کد نویسی نمیشود، بلکه دربرگیرنده زبان های متنوع، چارچوب، ساختار، رابط های ناپیوسته بین ابزار ها و… نیز می شود که پیچیدگی های زیادی ایجاد می کنند. اما سرویس داکر در شبکه روند کاری شما را آسان کرده و به آن شتاب می بخشد.
همچنین به توسعه دهندگان آزادی های لازم جهت نوآوری و استفاده از راه ها ی جدید برای انتخاب ابزار ها، استک برنامه ها و استقرار محیط هایی برای هر پروژه را فراهم می آورد. همچنین به دلیل اینکه این پلتفرم رد پای کوچکی از خود برجای گذاشته و هزینه ی پایینی دارد، انعطاف پذیری و امکان کاهش تعداد سیستم های مورد نیاز کارکنان اجرایی و عملیاتی (operation staff) را فراهم نموده است.
دلیل اهمیت داکر چیست docker ؟
در این قسمت از دوره آموزش داکر میخواهیم شما را با دلایل اهمیت داکر آشنا کنیم. همانطور که پیش تر به آن اشاره شد، این پلتفرم قابلیت ارائه ی برنامه ها به طور دائمی و با سرعت را دارد. این سیستم نرم افزار ی با ایجاد امکان کار کردن توسعه دهندگان در محیط های استاندارد شده و با استفاده از کانتینر های محلی که سرویس ها و برنامه های شما را فراهم می کنند، لایف سایکل (lifecycle) و مراحل انجام توسعه را به طور بهتر و آسان تری میسر می کند.
می توان با اطمینان گفت که کانتینر ها بهترین وسیله برای ایجاد یکپارچگی و ارائه جریان کاری منظم و متداوم هستند.
سناریوی مثالی زیر را در نظر بگیرید:
- توسعه دهندگان شما کد ها را در سیستم محلی خود می نویسند و با استفاده از داکر عملکردشان را با دیگر همکارانشان به اشتراک می گذارند.
- آنها از این پلتفرم برای قرار دادن برنامه هایشان در محیط تستی استفاده کرده و تست هایی را به صورت اتوماتیک و خودکار و یا دستی انجام می دهند.
- زمانی که توسعه دهندگان مشکل یا ایرادی پیدا کنند، می توانند آن را در محیط بهبود و توسعه برطرف کرده و آنها را برای تست و ارزیابی در محیط تستی دوباره مستقر کنند.
- وقتی تست کردن به پایان رسید، پیدا کردن مشتری به آسانی قرار دادن یک عکس به روز رسانی شده در محیط تولید می شود!
موارد استفادهی داکر چیست ؟
حال که به اهمیت پاسخ به سوال داکر چیست پی بردیم، باید به درک این مسئله بپردازیم که موارد استفاده و کاربرد docker چیست و چه مشکلاتی را حل میکند. به طور خلاصه داکر پاسخی برای مسائل زیر است:
• حل مشکل پیشنیاز بین نرم افزار های مختلف سیستم
• افزایش قابلیت انتقال نرم افزار
• محافظت از سیستم
داکر مشکلات زیادی را حل میکند اما یکی از مهمترین آنها improve consistency (بهبود ثبات یا استقرار ) است. هنگامی که تیمها روی پروژهای مشترک شروع به فعالیت میکنند، ممکن است تفاوتهایی در سیستم عامل ها و یا تنظیمات آنها وجود داشته باشد. این امر باعث به وجود آمدن مشکلاتی مانند به وجود آمدن تناقض در بالا آمدن اپلیکیشن روی کامپیوتر و محیط عملیات (Production) میشود. در نهایت این مشکلات شما را از هدف اصلی که build کردن پروژه هست دور میکند.
داکر دارای قسمتی به نام container است که شباهت بسیاری با ماشینهای مجازی لینوکس دارد. با این تفاوت که کارایی container ها بسیار بالاتر است و منابع کمتری مصرف میکند. Container اپلیکیشن شما را در یک محیط ایزوله و پایدار اجرا میکند.
مهم است که بدانید Container میتواند روی مک او اس، ویندوز و لینوکس اجرا شود. این مسئله مشکل دولوپرهای مختلف با سیستم عامل های متفاوت را حل میکند. قابلیت داکر در ساخت و نگهداری محیطی استوار باعث Portable شدن اپلیکیشن شما میشود. اگر برنامه شما در یکی از شاخههای زیر قرار دارد، استفاده از داکر به شما پیشنهاد میشود:
یادگیری تکنولوژیهای جدید
داکر به شما محیطی ایزوله و پایدار عرضه میکند که در زمان شروع کار با ابزاری جدید، دیگر نیازی به صرف زمان زیادی برای نصب و تنظیم نداشته باشید. جالب است بدانید که اکثریت پروژهها تصاویر داکر را همراه با برنامههای مورد نیاز آن نصب و تنظیم میکنند.
موارد استفاده ساده (Basic use cases)
اگر برنامه شما ساده و یا استاندارد است شما میتوانید بسیاری از برنامههای مورد نیاز خود را در قالب تصاویر داکر از Docker Hub به راحتی استخراج و از آن استفاده کنید. برای اینکه اطلاعات کاملی در مورد داکر هاب بدست آورید پیشنهاد می کنم مقاله داکر هاب را مطالعه کنید.
ایزوله کردن برنامه
اگر میخواهید چندین برنامه را بر روی یک سرور مجازی اجرا کنید با استفاده از داکر می توانید کامپوننتهای هر برنامه را در کانتینر ها ی جداگانه نگهداری کنید. با این کار شما، از بروز مشکلات مدیریت وابستگی دادهها جلوگیری خواهید کرد.
تیمهای توسعه دهنده
اگر شما توسعهدهندگانی دارید که با تنظیمات مختلفی کار میکنند، با استفاده از داکر میتوانید محیطهای پیاده سازی محلی مشابه با محیط محصول فراهم کنید تا هر یک بر روی آن کار کنند.
مزایای داکر چیست؟
امیدواریم که مقاله تا این قسمت برای شما مفید بوده باشد. ما در ادامه قصد داریم تا شما را با فواید داکر بیشتر آشنا کنیم تا به شکل هدفمندتری از این تکنولوژي استفاده کنید؛ با ما همراه باشید.
کم حجم بودن و سرعت بالای داکر
سرویس ابری داکر با استفاده از قابلیتهای Namespace و CGroups کرنل لینوکس ، امکانی را فراهم میآورد که با توجه به مشترک بودن کرنل لینوکس میزبان (Docker Host) بین تمام کانتینر ها ، محیطهای ایزوله و مستقلی را ایجاد میکند. در نهایت پروسهها بدون تاثیر بر روی یکدیگر هر کدام به صورت مجزا در کانتینر خود اجرا خواهند شد. این امکان به شدت در حجم محصول نهایی موثر بوده و آن را به مراتب کم حجمتر و سبکتر خواهد کرد. نکتهی مهم دیگر اینکه با توجه به قابلیت لایهای بودن ایمیجها از لایههای تکراری به صورت اشتراکی استفاده میشود. این موضوع نیز به شدت در حجم کانتینر ها موثر خواهد بود. سبکتر شدن کانتینر ها باعث میشود تا سرعت بیشتری را نیز شاهد باشیم.
نیاز به منابع کم
راهاندازی سرویس با استفاده از داکر نیاز به منابع کمی دارد. با کمترین امکانات هم میتوان سرویسهای خود را راهاندازی کرد و بعدا با توجه به رشد سرویس منابع آن را نیز گسترش داد. با استفاده از سرویس داکر میتوان به خوبی با توجه به اینکه تا حد امکان کانتینر ها کمحجم و سریع میباشند در منابع مورد نیاز پروژه تغییرات ایجاد کرده و آنها را کاهش داد.
راهاندازی کامل سرویسهای عملیاتی در محیط آزمایشگاهی و حتی رایانه شخصی
از مهمترین دغدغههای سرویسهای عملیاتی تست، بروزرسانی و نگهداری سرویسها میباشد. به دلیل اینکه ایجاد محیطی همانند محیط عملیاتی پیادهسازی شده همواره پرهزینه و دشوار میباشد، از این رو بروزرسانیها و یا هر اقدام دیگری در آزمایشگاههایی متفاوت با محیط عملیاتی انجام میشود. این بروزرسانیها معمولا درست اعمال شده اما در محیط عملیاتی با مشکل مواجه میشوند. به این مشکل این را نیز اضافه کنید که ممکن است در یک پروژه چندین محیط آزمایشگاهی با تمام امکانات محیط عملیاتی برای تیمهای متفاوت نیاز باشد. این مشکل با استفاده از داکر به صورت کامل برطرف خواهد شد. شما میتوانید دقیقا عین همان چیزی که در محیط عملیاتی خود مورد استفاده قرار دادهاید را در محیطهای آزمایشگاهی و محیطهای توسعهی سرویس با کمترین زمان و هزینه و منابع دارا باشید. حتی میتوانید کل سرویس خود را بر روی رایانهی خود داشته باشید و موارد مربوط به آن را بررسی نمایید.
قابلیت مقیاس پذیری با راحتی و سرعت زیاد (Scalability)
مقیاسپذیری از مهمترین قابلیتهای داکر و میکروسرویسها میباشد. این دلیل به تنهایی کافیست تا برای پروژهی خود از سرویس داکر استفاده کنید. با استفاده از داکر به خوبی میتوان مقیاسپذیری را در تمام سطح پروژهی خود پیادهسازی کرده و مهمتر از آن اینکه میتوان به خوبی مقیاسپذیری خودکار (Auto Scaling) را ایجاد کرد. با توجه به این موضوع در هنگام پیک درخواست و نیاز اساسی به منابع میزان آنها افزایش یافته و پس از برطرف شدن نیاز آن منابع کاهش یابد و به صورت خودکار جمعآوری شود. که این موضوع هم در کیفیت سرویسدهی شما بسیار موثر خواهد بود و هم هزینههای شما را به شدت کاهش خواهد داد.
ارائه قابلیت بخشبندی (Modularity) و قابل حمل بودن (Portability) به سرویس
یکی دیگر از قابلیتهای مهم داکر قابلیت قسمتبندی کردن پروژه میباشد که میتوان با استفاده از آن پروژهای بزرگ را به بخشهای کوچکتر تقسیم و هر بخش را به صورت مستقل پیادهسازی و اجرا کرد. سپس تمام بخشهای را کنار هم قرار داده و سرویس اصلی را ایجاد نمود. این موضوع در پروژههای بزرگ به شدت موثر بوده و سرعت اجرا و پیادهسازی آن را افزایش میدهد. از دیگر قابلیتهای مهم قابل حمل بودن میباشد. بر این اساس شما میتوانید کل پروژه را در محیط دیگری آماده نمایید و سپس آن را به محیط عملیاتی خود منتقل کنید. این قابلیت امکان به اشتراکگذاری سرویسهای پیادهسازی شده را نیز فراهم میآورد.
مفاهیمی راجع به کانتینر داکر
وجود کانتینر ها مستلزم وجود سه نوع نرم افزار است:
- نرم افزار سازنده (Builder): تکنولوژی که برای ساخت و ایجاد یک کانتینر به کار می رود.
- نرم افزار مهندسی (کننده) (Engine): تکنولوژی که برای راه اندازی و اجرای کانتینر استفاده می شود.
- نرم افزار تنظیم و هماهنگ کننده (Orchestration): تکنولوژی که برای مدیریت تعداد زیادی کانتینر به کار می رود.
یکی دیگر از جذابیت های استفاده از کانتینر ها این است که می توانند با فداکاری بمیرند و اگر دوباره به آنها احتیاج پیدا کردیم، زنده شوند! فرقی نمی کند از بین رفتن یک کانتینر به دلیل یک حادثه باشد یا صرفا به دلیل اینکه ترافیک سرور پایین است و دیگر نیازی به آنها نداریم، چرا که می توان آنها را با قیمت پایینی دوباره راه اندازی کرد و اساسا طوری طراحی شده اند که بدون گذاشتن اثری ظاهر یا ناپدید بشوند.
به دلیل اینکه قرار است کانتینر ها فقط برای مدت کوتاهی موجود باشند و تا آن جایی که لازم است نمونه های جدیدی را به وجود آورند، انتظار می رود که مدیریت و نظارت بر آنها حین انجام عملیات رایانش، توسط یک انسان نباشد و خودکار انجام شود. امیدوارم این مطالب سودمند واقع شده باشند. برای اطلاع بیشتر از آخرین مقالات ما می توانید کانال تلگرام ابر آراز را دنبال کنید.
به عنوان مثال، یک فرد حرفهای در دواپس میتواند کانتینر ایمج PostgreSQL رسمی را از داکر هاب Docker Hub بگیرد و همچنین می تواند یک RDBMS شخصی سازی شده را از محل ذخیره سازی خصوصی (private repositories) شرکتشان انتخاب کند. برای اطلاع بیشتر با مفهوم داکر هاب پیشنهاد میکنیم به مقاله داکر هاب چیست مراجعه کنید.
چرا ابر آراز؟
آراز یک ابر چند لایه در لایه زیرساخت و پلتفرم است و به افراد، شرکت ها و سازمان هایی که نیاز دارند تا سرعت توسعه خود را افزایش دهند و در هزینه های خود صرفه جویی کنند؛خدمات خود را ارائه میدهد تا علاوه بر تجربه یک کیفیت ایدهآل uptime و امنیت خود را نیز افزایش دهند.
سلام
من درباره داکر تازه اطلاعات کسب کردم یک برنامه لینوکسی ساختم و میخوام اون رو با فلش روی هر پی سی دیگری اجرا کنم و اینکه تنظیمات اون بهم نریزه و البته امنیت کدها و برنامه هم حفظ بشه با سرچ هایی ک داشتم به داکر رسیدم حالا اولا آیا داکر آفلاین هم کار میکنه؟ و اینکه یه لینک آموزشی معرفی کنید برای تبدیل برنامه ام